1、溶剂再生波动原因分析及对策摘 要：中国化工山东华星石油化工集团有限公司（山东华星石化）近期溶剂再生塔时常发生酸性水罐液位突然上涨，酸性气不能被解析，溶剂再生效果差的情况，严重影响本装置液化气和干气脱硫效果，甚至会导致下游硫磺装置原料气中断。本文就此对溶剂再生的这种情况做了简要分析，希望能为减轻再生系统波动，搞好装置长周期运行提供些许帮助。 关键词：溶剂 波动 浓度 冲塔 引言 溶剂再生是石油产品精制脱硫工序中关键的一部分，溶剂再生不正常会直接导致石油产品硫含量不合格，甚至能够使其后面脱硫工序中的一系列脱硫助剂耗量增加，甚至失活，不仅增加处理成本，还会导致产品不合格。如何搞好溶剂再生系统的平稳运
2、行，前段时间内成为了山东华星石化 140 万吨/年催化裂化精制脱硫工序一段时间以来重点需要解决的工作。 山东华星石化正式成立于 2000 年 6 月，2011 年加入中国化工集团。目前公司 140 万吨/年催化裂化装置所产液化气和干气要经过产品精制脱硫后外送，精制脱硫主要由溶剂再生系统解析出酸性气，酸性气直接供给下游硫磺装置做原料气。前段时间，溶剂再生时常波动，导致酸性气频繁中断，严重影响到本装置液化气和干气脱硫效果，同时也严重影响到下游硫磺装置正常运行。在此就溶剂再生波动过程做了简要分析，希望能为溶剂再生平稳运行提供帮助。 一、现象 溶剂再生系统出现波动前，首先是溶剂缓冲罐内液面缓慢下降（此
3、时的溶剂已经慢慢积聚到了再生塔内） ，达到一定程度后再生塔顶部温度会迅速升高，再生塔顶部出口酸性气冷后温度会直线上涨，尔后酸性水罐液位跟着直线上涨，即使加大酸性水回流量也无济于事，严重时酸性水罐液位能够超过 100%，再生塔顶底差压变化很大。 二、原因分析 （一）溶剂发泡 精制脱硫系统所用溶剂为传统的甲基二乙醇胺溶液配一定比例的水，再生塔采用的是填料塔。甲基二乙醇胺（MDEA）溶液相对于一乙醇胺（MEA） 、二乙醇胺（DEA）溶液，具有化学稳定性好，不容易降解变质的特点，并且发泡倾向和腐蚀性都比后两者要小，所以近年来多数脱硫装置采用甲基二乙醇胺溶液做脱硫剂。不论采用哪种脱硫剂溶液，都会存在溶液
4、发泡的可能，因此脱硫剂溶液发泡是溶剂再生系统中必须关注的一个重点。溶剂一旦发泡，很容易破坏溶剂再生系统内的气液相平衡，导致再生塔持液量增加，进而出现波动现象。 （二）操作条件变化 1.富液量突然变化 富液量的大幅变化会直接导致再生塔内气液两相负荷快速变化。在正常情况下，从再生塔中部进料的富液温度达 100左右（视再生塔压力和换热器换热效果影响） ，进入再生塔后，迅速分离为气液两相，部分液相靠重力作用自上而下，与自再生塔底经加温后的向上运行的气相部分逆流接触，进一步解析硫化氢；部分气相向上与从塔顶酸性水罐打回的酸性水逆流接触，发生传质传热，进一步将酸性气净化。一旦富液进再生塔流量发生剧烈变化，势
5、必打破原有平衡。假设进料量突然减小，此时塔内液相回流会迅速减少，塔底所产生气相负荷仍然很大，填料塔内减少的液相会被向上的气相迅速携带至酸性水罐，导致酸性水罐液位迅速上涨，塔底液位迅速下降，形成冲塔现象。 2.塔底温度过高 塔底温度过高同样会导致气液两相负荷剧烈变化。塔底温度高，则底部气相负荷大。进入再生塔富液在填料塔内自上而下流动过程中即被加温，而加温后产生的气相再次补充到原来气相中产生更多气相，而液相会进一步减少，气液相失去平衡，最终导致冲塔。 3.贫液浓度低及浓度变化大 因为频繁波动，我们对精制脱硫系统前期几次波动做了一下统计，如下： 2012 年 11 月 27 日 13 点开始波动，经
6、水洗、置换溶剂后自 2012 年12 月 7 日开始至 2012 年 12 月 31 日止运行平稳，脱硫剂（贫液）浓度平均为 30.55%； 2012 年 12 月 31 日浓度为 31.8%，2013 年 1 月 1 日浓度为24.46%（浓度变化大） ； 2013 年 1 月 1 日 17 点开始溶剂再生波动，至 1 月 17 日期间平均浓度为 23.03%（浓度低） ； 自 1 月 17 日加入消泡剂以来，运行平稳，偶尔出现小波动，至 2 月26 日平均浓度为 27.92%（消泡剂影响） ； 2014 年 2 月 25 日脱硫剂浓度为 38.51%，上午向溶剂缓冲罐补水，当日 22 点
7、40 分，溶剂再生开始波动，加消泡剂后正常；3 月 16 日因缓冲罐液位低（6%） ，立即补水至 20%，18 日 15 点 35 分波动，加消泡剂后正常；26 日白班再次波动一次； 仔细梳理历次波动，分析与缓冲罐补水导致溶剂浓度变化大密切相关。 从以上统计数据可以看出，溶剂浓度变化和溶剂浓度大小对溶剂再生装置平稳运行很关键，影响很大。 三、对溶剂再生波动所采取对策措施 （一）加消泡剂 一般认为，MDEA 溶液在处理原料气后，在溶液表面产生大量密集、细小且较长时间不破裂的泡沫时，即可认为 MDEA 溶液已经发泡1。只有判断准确，才能对症下药。若因为溶剂发泡导致溶剂再生波动，可以采取加消泡剂的对
8、策措施，其原理是破坏泡沫的稳定因素，如表面张力、表面黏度、表面电荷等。一般来说，表面张力与气泡内外表面压差成正比，压差越小越不容易破裂；表面黏度大，强度就打，气泡寿命就长；表面膜弹性好，泡沫越稳定；表面电荷相同则形成斥力，阻止液膜变薄破裂；因此只要破坏了以上泡沫的稳定因素，泡沫自然就不再存在，加消泡剂正是充分利用了这一点。 （二）消除发泡产生的物质，如固体颗粒、表面活性剂、降解产物、重烃类等2。 通过溶剂再生系统自带的溶剂过滤装置，可以实现脱除部分固体颗粒；至于重烃类，可通过调整贫液温度，使贫液温度略高于重烃类的凝缩温度，减少富液内重烃类的携带，还可以充分利用闪蒸罐脱除。 （三）控好富液量和再
9、生塔底温度 1.控好富液量 因为贫富液是循环的，富液再生之后产生贫液，贫液吸收硫化氢成为富液去再生，因此贫富液是密切相关的，要富液量平稳就要保证贫液量平稳。另外富液量大小可以通过调节阀进行调整，因此要注意检查相关调节阀工作状态是否正常。 2.塔底温度控制要适度 再生塔底温度温度跟再生压力有联系，压力高，塔底温度就高，应根据实际情况调整，原则上根据再生后贫液中硫化氢含量进行调整。 （四）控稳溶剂浓度 溶剂浓度变化大可采取经常性、小剂量补水方式，避免一次性大量补水导致浓度变化太大。浓度到底多少合适，具体装置有具体装置的设计要求，需要结合装置实际情况做出选择。就本装置填料结构再生系统，通过以上分析数
10、据可以看出：贫液浓度在 27.92%左右会偶尔小波动，浓度在 30.55%时运行平稳，因此略大于 30%的浓度值得考虑。贫液浓度高，溶剂循环量可以减少，而达到节能效果。贫液浓度也并非越浓越好，浓度高了，溶剂不但容易发泡，而且因其吸收硫化氢气体量大，导致溶剂酸性增强，腐蚀能力增强，对设备长周期运行不利。 通过以上对溶剂再生系统波动分析可以看出：避免溶剂发泡、保持溶剂循环量平稳，选择合适溶剂浓度相当关键。只要装置正常运行时将以上几方面注意到了，实现装置长周期安全平稳运行的目标就不会太难。参考文献 1党晓峰等.天然气净化厂胺液发泡原因分析及解决措施研究J.石油化工应用，2008，27（2）：50. 2胡天友等.胺液脱硫装置溶液发泡预防及控制措施J.天然气工业，2009，29（3）：101-103. 作者简介：刘中山，男，37 岁，技师（化工总控工） ，2000 年 9 月加入中国化工山东华星石油化工集团有限公司 140 万吨催化车间。华东石油大学化学工程与工艺专业，本科学历，学士学位。
